VTK草稿2
看完了网上几篇入门的介绍，我开始阅读官方提供的标准教程。
VTK这个组织很有意思，软件是开源的，社区也有，但是教程居然是要钱的……在vtk官网上有卖两本书，一本是<VTK Textbook>，主要是介绍VTK的设计思想，VTK这个工具本身就是这本书的附带产物；另一本是<VTK User's Guide>，看名称就知道是介绍如何使用，所以我决定从这本书入手。
这篇文章记录了我在阅读这本书前三章时候的重点内容。
Chapter 1 Welcome & 2 Installation
- VTK的使用要点在于熟悉VTK提供的一系列的object，和这些object的组合方式。
- 书上提供的内容只覆盖了一部分的类，完整的reference可以在官网找到，是Doxygen生成的Manual。
Chapter 3 System Overview
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VTK系统是由两个子系统组成的，核心是C++的类库，外围有Tcl、Java、Python的语言解释层。这样做的目的是核心高效，外围易于开发和扩展。当然也可以完全用C++开发。
VTK系统构架
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两个object model构成了VTK，这两个部分我在上一篇文章中也做了介绍
- The Graphics Model -- 由图形数据到图像显示 Geometry -> Image
- The Visualization Model -- 由数字数据到图形数据 Data -> Geometry
Graphics Model
- VTK的Graphics Model主要由以下一些object组成：
- vtkActor, vtkActor2D, vtkVolume
- vtkLight
- vtkCamera
- vtkProperty, vtkProperty2D
- vtkMapper, vtkMapper2D
- vtkTransform
- vtkLookupTable, vtkColorTransferFunction
- vtkRenderer
- vtkRenderWindow
- vtkRenderWindowInteractor
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Props 代表了我们在场景中看到的物体。
- 3D: vtkProp3D -- vtkActor + vtkVolume
- 2D: vtkActor2D
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Props并不直接代表图形数据，实际上他们是依赖于Mapper，Mapper才是图形数据的代表。
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Props也依赖于property object, 属性对象的控制着Props的外观。
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Actor 和 Volume有内在的transformation object(vtkTransform)。这个类封装了一个4*4的变换矩阵(transformation matrix)，控制Prop的postion, orientation和 scale。
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光照(vtkLight)控制着场景的光照效果，只有在3D中有效。
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摄像机(vtkCamera)控制着3D的Prop怎样在平面上显示，也只在3D中有效。
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vtkMapper是连接visulization popeline 和 graphics pipeline的“介质”。
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vtkRenderer、vtkRenderWindow上一章已经介绍过，这些是最终显示在屏幕上的内容。
Geometry --> Image
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vtkRenderWindowInteractor是用户和显示界面交互的工具，用户可以用鼠标、键盘控制显示。
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上述的object都有subclasses来细致描述object的行为。
Visualization Model
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VTK使用数据流的方式来将数字数据转换成图形数据。这其中涉及到两个基本的类：
- vtkDataObject - a generic "bolb" of data
- vtkProcessObject
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拥有统一结构的数据被称为dataset(vtkDataSet)，VTK支持的dataset有如下几种：
dataset supported by VTK
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Data Object 由两部分构成：
- geometric and topological structure(points and cells) as illustrated by the figure 即图形的几何构成
- attribute data associated with the points and cells 即“点”和“点之间的连接”的属性数据
data attributes associated with points and cells
- Process Object，也被称为"filter"，操作data object来产生新的data object，完成了系统中的算法处理。
Visualization Pipeline
- Visulization pipeline的构建涉及到以下几个要点：
- pipeline是由类似于以下的语句构成：
aFilter -> SetInput( anotherFilter -> GetOutput() );
- pipeline是由类似于以下的语句构成：
VTK中的方法名字是大驼峰命名，即第一个单词的首字母是大写的……
- VTK使用了“懒惰”的计算流程，即只有当数据被需要时才计算，如果数据没有更新则不重复计算。
- process object 和 data object 的拼接都需要compatible，这个依靠编程语言的type check辅助。
- 由于VTK处理的dataset通常十分巨大，我们必须选择是否缓存(cache)或者保留(retain)pipeline执行过程中产生的数据。
Pipeline excution
其他一些小注意点
- Graphics pipeline中也有process，不过针对的是image data。即针对图形化数据的处理，而不是原始的数字信息。
- Graphics pipeline中的process几乎都是多线程的，并且可以自动把数据切割成片来处理，以确保内存足够使用。
- 每个VTK的类(subclass of vtkObject)都有一个
AddObserver()的方法来设置回调(callback)。 - VTK的程序编译流程一般是cmake -> make。cmake是用来产生Makefile的，里面包含了VTK的include path, link lines 和 dependence。cmake依赖的是名为CMakeList.txt的文件。
